(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信方法であって、
第１のクロック速度で動作するコントロールユニットから、少なくとも１つのヘッダフィールドを受信するステップと、
前記少なくとも１つのヘッダフィールドを少なくとも２つのキューの１つ以上に入力するステップと、
前記第１のクロック速度よりも高い第２のクロック速度で動作するフレーマユニットで、ヘッダとペイロードを含むフレームを生成するステップであって、前記ヘッダが、前記少なくとも２つのキューの１つ以上から取得される少なくとも１つのフィールドを含んでいる、ステップと
を有することを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記フレームは、ＧＰＯＮ送信集約（ＧＴＣ）フレームであり、
更に、前記フレームを光学的に送信するステップを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのヘッダフィールドは、物理レイヤ動作管理メンテナンス（ＰＬＯＡＭ）フィールドと帯域幅マップ（ＢｗＭａｐ）フィールドの内の１つである
ことを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのヘッダフィールドを少なくとも２つのキューの１つ以上に入力するステップは、更に、前記少なくとも２つのキューの１つ以上のキューポインタのヘッドを、前記入力するヘッダフィールドに設定することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項５】
前記少なくとも２つのキューは、少なくとも１つのファーストインファーストアウト（ＦＩＦＯ）キューを含み、
前記フレームを生成するステップは、更に、前記少なくとも２つのキューの１つ以上のキューポインタのヘッドを、そのキューの最古のエントリに設定するとともに、そのエントリから少なくとも１つのフィールドを削除することを含む
ことを特徴とする請求項４に記載の通信方法。
【請求項６】
前記少なくとも２つのキューは、少なくとも１つのラストインファーストアウト（ＬＩＦＯ）キューを含み、
前記フレームを生成するステップは、更に、前記少なくとも２つのキューの１つ以上のキューポインタのヘッドを、そのキューの最新のエントリに設定するとともに、そのエントリから少なくとも１つのフィールドを削除することを含む
ことを特徴とする請求項４に記載の通信方法。
【請求項７】
前記少なくとも２つのキューは、少なくとも１つの反復キューを含み、
前記フレームを生成するステップは、更に、前記少なくとも２つのキューの１つ以上のキューポインタのヘッドを、そのキューの追加のエントリに設定するとともに、そのエントリから少なくとも１つのフィールドを削除しないことを含む
ことを特徴とする請求項４に記載の通信方法。
【請求項８】
前記少なくとも２つのキューのそれぞれは、優先度レベルを有し、
前記フレームを生成するステップは、更に、最高優先度を有する前記少なくとも２つのキューの１つ以上から少なくとも１つのフィールドを取得することを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項９】
前記少なくとも２つのキューは、異なるヘッダフィールドだけを含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項１０】
通信装置であって、
少なくとも２つのキューであって、
第１のクロック速度で動作するコントロールユニットから、複数のヘッダフィールドを受信し、
該複数のヘッダフィールドを記憶する
ための少なくとも２つのキューと、
前記第１のクロック速度より高い第２のクロック速度で動作する、ヘッダとペイロードを含むフレームを生成するためのフレーマユニットであって、前記ヘッダが、前記少なくとも２つのキューの１つ以上から取得される少なくとも１つのヘッダフィールドを含んでいる、フレーマユニットと
を有することを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
前記フレームは、ＧＰＯＮ送信集約（ＧＴＣ）フレームであり、
前記通信装置は、更に、前記ＧＴＣフレームを光学的に通信するためのインタフェースを含んでいる
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのヘッダフィールドは、物理レイヤ動作管理メンテナンス（ＰＬＯＡＭ）フィールドと帯域幅マップ（ＢｗＭａｐ）フィールドの内の１つである
ことを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記少なくとも２つのキューの１つ以上のキューポインタのヘッドは、前記記憶されるヘッダフィールドの１つ以上に設定される
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１４】
前記少なくとも２つのキューは、少なくとも１つのファーストインファーストアウト（ＦＩＦＯ）キューを含み、
前記フレーマユニットが前記フレームを生成する場合、前記少なくとも２つのキューの１つ以上のキューポインタのヘッドが、そのキューの最古のエントリに設定されるとともに、そのエントリから少なくとも１つのフィールドを削除する
ことを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
【請求項１５】
前記少なくとも２つのキューは、少なくとも１つの反復キューを含み、
前記フレーマユニットが前記フレームを生成する場合、前記少なくとも２つのキューの１つ以上のキューポインタのヘッドが、そのキューの追加のエントリに設定されるとともに、そのエントリから少なくとも１つのフィールドを削除しない
ことを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
【請求項１６】
前記少なくとも２つのキューは、少なくとも１つのラストインファーストアウト（ＬＩＦＯ）キューを含み、
前記フレーマユニットがフレームを生成する場合、前記少なくとも２つのキューの１つ以上のキューポインタのヘッドが、そのキューの最新のエントリに設定されるとともに、そのエントリから少なくとも１つのフィールドを削除する
ことを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
【請求項１７】
前記少なくとも２つのキューは、１つのコンフィグレーションメッセージで、複数の異なるＭＡＣヘッダフィールドを受信する
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記通信装置は、プロセッサ、フィールドプログマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）の内の１つとして実現される
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１９】
前記少なくとも２つのキューの少なくともいくつかは、異なる優先度を有し、
前記フレーマユニットは、最高優先度を有する前記少なくとも２つのキューの１つ以上から少なくとも１つのフィールドを取得することによって前記フレームを生成する
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項２０】
前記少なくとも２つのキューは、異なるＭＡＣヘッダフィールドだけを含んでいる
ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項２１】
通信システムにおけるフレームを生成するためのフレーム生成システムであって、
第１のクロック速度で動作するコントロールユニットからフレームで送信されるデータの少なくとも１つのフィールドを受信するための複数のキューであって、前記複数のキューそれぞれが、前記データの少なくとも１つのフィールドを保持することができる複数のエントリを有する、複数のキューと、
前記第１のクロック速度より高い第２のクロック速度で動作する、送信用のフレームを生成するためのフレームジェネレータとを有し、
前記フレーム生成システムは、前記複数のキューの１つのヘッドエントリからデータのフィールドを選択し、その選択したデータのフィールドを使用して、送信用のフレームの少なくとも一部を構築する
ことを特徴とするフレーム生成システム。
【請求項２２】
前記複数のキューのそれぞれは、生成される前記フレームのコントロール部分に対応するデータのフィールドを含んでいる
ことを特徴とする請求項２１に記載のフレーム生成システム。
【請求項２３】
前記複数のキューのそれぞれは、それに関連付けられている優先度レベルを有し、
更に、前記フレームジェネレータは、前記優先度レベルに基づいて、前記複数のキューの１つから前記データのフィールドを選択する
ことを特徴とする請求項２１に記載のフレーム生成システム。
【請求項２４】
前記フレームジェネレータは、送信するためのデータを有する前記複数のキューの内から、最高優先度レベルを有する前記複数のキューの１つから前記データのフィールドを選択する
ことを特徴とする請求項２３に記載のフレーム生成システム。
【請求項２５】
前記フレームは、ギガビットパッシブ光学ネットワーク（ＧＰＯＮ）送信集約（ＧＴＣ）フレームと、シンプルネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）フレームと、無線コントロールフレームとの内の１つである
ことを特徴とする請求項２１に記載のフレーム生成システム。
【請求項２６】
前記複数のキューの少なくとも１つは、ファーストインファーストアウト（ＦＩＦＯ）キューであり、
前記ヘッドエントリで選択されるデータのフィールドは、前記ＦＩＦＯキューから削除され、
前記ＦＩＦＯキューの最古のエントリは、新規のヘッドエントリとして指示される
ことを特徴とする請求項２１に記載のフレーム生成システム。
【請求項２７】
前記複数のキューの少なくとも１つは、反復キューであり、
前記ヘッドエントリで選択されるデータのフィールドは、前記反復キューに残され、
前記反復キューの次のエントリは、新規のヘッドエントリとして指示される
ことを特徴とする請求項２１に記載のフレーム生成システム。
【請求項２８】
前記複数のキューの少なくとも１つは、ラストインファーストアウト（ＬＩＦＯ）キューであり、
前記ヘッドエントリで選択されるデータのフィールドは、前記ＬＩＦＯキューから削除され、
前記ＬＩＦＯキューの最新のエントリは、新規のヘッドエントリとして指示される
ことを特徴とする請求項２１に記載のフレーム生成システム。
【請求項２９】
フレーム生成方法であって、
第１のクロック速度で動作するコントロールユニットから、データのフィールドを受信するステップと、
前記データのフィールドを複数のキューに入力するステップであって、前記複数のキューそれぞれが、データの少なくとも１つのフィールドを保持することができる複数のエントリを有する、ステップと、
前記複数のキューの１つのヘッドエントリからデータのフィールドを選択するステップと、
前記選択したデータのフィールドを使用して、送信用のフレームの少なくとも一部を前記第１のクロック速度より高い第２のクロック速度で構築するステップと
を有することを特徴とするフレーム生成方法。
【請求項３０】
前記複数のキューのそれぞれは、生成される前記フレームのコントロール部分に対応するデータのフィールドを含んでいる
ことを特徴とする請求項２９に記載のフレーム生成方法。
【請求項３１】
前記複数のキューのそれぞれは、それに関連付けられている優先度レベルを有し、
更に、前記選択するステップは、前記優先度レベルに基づいて、前記複数のキューの１つから前記データのフィールドを選択することを含む
ことを特徴とする請求項２９に記載のフレーム生成方法。
【請求項３２】
更に、前記選択するステップは、送信するためのデータを有する前記複数のキューの内から、最高優先度レベルを有する前記複数のキューの１つから前記データのフィールドを選択することを含む
ことを特徴とする請求項３１に記載のフレーム生成方法。
【請求項３３】
前記フレームは、ギガビットパッシブ光学ネットワーク（ＧＰＯＮ）送信集約（ＧＴＣ）フレームと、シンプルネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）フレームと、無線コントロールフレームとの内の１つである
ことを特徴とする請求項２９に記載のフレーム生成方法。
【請求項３４】
前記複数のキューの少なくとも１つは、ファーストインファーストアウト（ＦＩＦＯ）キューであり、
前記ヘッドエントリで選択されるデータのフィールドは、前記ＦＩＦＯキューから削除され、
前記ＦＩＦＯキューの最古のエントリは、新規のヘッドエントリとして指示される
ことを特徴とする請求項２９に記載のフレーム生成方法。
【請求項３５】
前記複数のキューの少なくとも１つは、反復キューであり、
前記ヘッドエントリで選択されるデータのフィールドは、前記反復キューに残され、
前記反復キューの次のエントリは、新規のヘッドエントリとして指示される
ことを特徴とする請求項２９に記載のフレーム生成方法。
【請求項３６】
前記複数のキューの少なくとも１つは、ラストインファーストアウト（ＬＩＦＯ）キューであり、
前記ヘッドエントリで選択されるデータのフィールドは、前記ＬＩＦＯキューから削除され、
前記ＬＩＦＯキューの最新のエントリは、新規のヘッドエントリとして指示される
ことを特徴とする請求項２９に記載のフレーム生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には通信システムに関するものであり、特に、そのようなネットワークにおけるフレーム生成のための方法及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信技術及びその用途は、この数十年間で大きく変化している。ごく近年までは、銅線技術は、長距離で音声通信を送信するための主要なメカニズムであった。コンピュータが導入されることで、遠隔地との間でのデータの交換は、多くのビジネス、個人及び教育目的に対して好ましいものになっている。ケーブルテレビの導入は、ビジネスから公共への通信及びデータ配信を向上するための追加のオプションを提供している。技術が進歩し続けるにつれて、デジタル加入者線（ＤＳＬ）送信機器が導入され、これは、既存の銅線による電話線基盤よりもより高速なデータ送信を可能にしている。加えて、ケーブル基盤を介する２種類の情報交換方法がビジネスと公共とで利用可能になっている。これらの進歩は、使用のために利用可能なサービスオプションにおける成長を促進する一方で、これらのサービスを配信するための利用可能な帯域幅を改善することを継続するための必要性が増している。これは、特に、ビデオの品質が上がり、また、配信のために利用可能なコンテンツの全体量が増えているからである。
【０００３】
導入されている有望な技術の１つには、通信用途のために光ファイバを使用することである。光ファイバネットワーク規格、例えば、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）と、光トランスポート（ＯＴＮ）による同期デジタルハイアラーキー（ＳＤＨ）は、１９８０年代から存在していて、これは、収束されたネットワークトラフィックの長距離転送のために、高容量で低減衰の光ファイバを使用するための可能性を実現している。これらの規格は、今日までも改善されていて、ＯＣ−７６８／ＳＴＭ−２５６（それぞれ、ＳＯＮＥＴ及びＳＤＨ規格のバージョン）を使用する。これは、４０ギガビット／秒の回線速度を、標準的な光ファイバ上で高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）を使用することで達成可能である。
【０００４】
アクセスドメインでは、光ネットワークの構築に関する情報は、イーサネット（登録商標）ファーストマイル（ＥＦＭ（Ethernet（登録商標） in First Mile））規格（ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇで記述され、また、これは参照することによって本明細書に含まれる）で見つけることができ、これは、アクセスネットワーク構造に基づいて、ポイントツーポイント（ｐ２ｐ）及びポイントツーマルチポイント（ｐ２ｍｐ）光ファイバを介するデータ転送をサポートする。加えて、国際電気通信連合（ＩＴＵ）は、光アクセスネットワークワーキングの使用に関するｐ２ｍｐに対する規格を有している。この仕様書に対して特に興味深いネットワークは、パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）である。興味深いＰＯＮは、例えば、３つあり、これには、イーサネット（登録商標）ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）、ブロードバンドＰＯＮ（ＢＰＯＮ）及びギガビット対応ＰＯＮ（ＧＰＯＮ）があり、これらの様々な特性の例は、以下の表１で対比して示している。
【０００５】
【表１】
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【０００６】
光ネットワークにおけるこれらの進行中の改良に伴って、多くの電気通信会社は、自身の銅線集中アクセスネットワークを、ファイバ光アクセスネットワークにアップグレードすることを選択している。このようなアップグレードには、例えば、ファイバーツーザホーム（ＦＴＴＨ）と組み合わせた上述のＰＯＮネットワーク、及びハイブリッドネットワークの少なくとも一方を使用することを含んでいる。このハイブリッドネットワークは、例えば、銅線あるいは銅線の最後の数百メートルを再利用することによる超高速デジタル加入者線（ＶＤＳＬ２）を用いるデータ帰路用の光ＥＦＭ及びＰＯＮの少なくとも一方を組み合わせているファイバーツーキャビネット（ＦＴＴＣ）である。これらのアップグレードは、企業によってエンドユーザに配信されるサービスの種類及び品質の向上を可能にする。このようなサービスが展開されることで、これらのネットワークの要望がより高まり、また、ＰＯＮ（及び他のネットワーク）を配備することが可能となることが要望されている。これは、例えば、製造業者及び供給業者からの観点から、柔軟性があり、また、これらの要望を満足するための拡張性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多くの他の通信システムのように、下位レベルのプロトコルがＰＯＮに提供されている。このＰＯＮは、上位レベルのデータのパッケージング及びルーティングを担当する。このような下位レベルのプロトコルは、データフレームあるいはパケットを生成し、これらは一般的には、コントロール（オーバヘッド）部分とユーザ（データ）部分を有するように特徴付けられているが、これらの部分のそれぞれは、更に、いくつかの異なるフィールドに再分割することができる。各フレームあるいはパケットは、典型的には、コントロール部分とユーザ部分の両方を含み、これらの２つの部分は、フレームあるいはパケットの処理側（受信者）に関連して異なるタイムクリティカリティ（時間厳格性：time criticality）を有している。加えて、コントロール部分は、それ自身で、いくつかのフィールドを有する場合があり、それらのフィールドの値は、連続的に送信されるフレームの数のいくつかあるいはすべてで繰り返される。一方で、他のフィールドは、より頻繁に、例えば、フレーム単位で、変化する値を有している。また、コントロール部分の内の各フィールドに対するフレームのダウンストリームの処理側による時間に厳格な受信を行うことは、フィールド単位で変化する場合がある。
【０００８】
従って、データフレームあるいはパケットを構築する方法における柔軟性を提供する方法及びシステムを提供することが要望されている。
【０００９】
本発明に従うシステム及び方法は、通信ネットワーク、例えば、パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）における柔軟性を容易にすることによって、また、例えば、メディアアクセス（ＭＡＣ）レイヤに関連付けられるフレームを生成するための様々な柔軟性があるメカニズムを提供することによって、この要望及びそれ以外の要望を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１つの例示の実施形態に従えば、通信システムにおけるフレームを生成するためのフレーム生成システムは、複数のキューであって、前記複数のキューそれぞれが、フレームで送信されるデータの少なくとも１つのフィールドを保持することができる複数のエントリを有する、複数のキューと、送信用のフレームを生成するためのフレームジェネレータとを含み、前記フレーム生成システムは、前記複数のキューの１つのヘッドエントリからデータのフィールドを選択し、その選択したデータのフィールドを使用して、送信用のフレームの少なくとも一部を構築する。
【００１１】
別の例示の実施形態に従えば、フレーム生成方法は、データのフィールドを複数のキューに入力するステップであって、前記複数のキューそれぞれが、データの少なくとも１つのフィールドを保持することができる複数のエントリを有する、ステップと、前記複数のキューの１つのヘッドエントリからデータのフィールドを選択するステップと、前記選択したデータのフィールドを使用して、送信用のフレームの少なくとも一部を構築するステップとを含んでいる。
【００１２】
別の例示の実施形態に従えば、通信方法は、少なくとも１つのヘッダフィールドを受信するステップと、前記少なくとも１つのヘッダフィールドを少なくとも２つのキューの１つ以上に入力するステップと、ヘッダとペイロードを含むフレームを生成するステップであって、前記ヘッダが、前記少なくとも２つのキューの１つ以上から取得される少なくとも１つのフィールドを含んでいる、ステップとを含んでいる。
【００１３】
別の例示の実施形態に従えば、通信装置は、複数のヘッダフィールドを受信し、かつ記憶するための少なくとも２つのキューと、ヘッダとペイロードを含むフレームを生成するためのフレーマユニットであって、前記ヘッダが、前記少なくとも２つのキューの１つ以上から取得する少なくとも１つのヘッダフィールドを含んでいる、フレーマユニットとを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】例示の実施形態を実現することができる、ギガビットパッシブ光学ネットワーク（ＧＰＯＮ）を示す図である。
【図２】関連する光学ライン終端（ＯＬＴ）と通信するための時分割多元アクセス（ＴＤＭＳ）スキームを使用する、図１の光学ネットワークユニット（ＯＮＵ）を示す図である。
【図３】例示の実施形態に伴って使用することができる従来のＧＰＯＮプロトコルスタックを示す図である。
【図４ａ】実施形態に従うメディアアクセスレイヤ（ＭＡＣ）プロトコルコントロールが分散される、ＯＬＴを有するＧＰＯＮを示す図である。
【図４ｂ】別の実施形態に従うプロトコルコントロールが分散される、汎用的なＭＡＣ環境を示す図である。
【図５】実施形態とともに使用することができる従来のＧＰＯＮ送信集約（ＧＴＣ）レイヤフレームを示す図である。
【図６】キューイングメカニズムを含む実施形態に従う分散プロトコルコントロールシステムを示す図である。
【図７】実施形態に従う例示のコンフィグレーションメッセージを示す図である。
【図８ａ】実施形態に従うキューイングメカニズムを実現するために使用することができる例示のキューセットを示す図である。
【図８ｂ】実施形態に従うキューイングメカニズムを実現するために使用することができる例示のキューセットを示す図である。
【図８ｃ】実施形態に従うキューイングメカニズムを実現するために使用することができる例示のキューセットを示す図である。
【図９】実施形態に従う通信のための方法を示すフローチャートである。
【図１０】別の実施形態に従うフレーム生成のための方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の例示の実施形態の詳細説明は、図面を参照する。異なる図面に渡り同一の参照番号は、同一のあるいは同様の要素を示している。また、以下の詳細説明は、本発明を制限するものではない。むしろ、本発明の範囲は、添付の請求項によって定義される。
【００１６】
例示の実施形態に従えば、とりわけ、プロトコルコントロール（制御）の態様を分散すること、及びフレームを生成するために使用することができるキューイングメカニズムを提供することの少なくとも一方を実行することによって、通信ネットワークにおける柔軟性を容易にするメカニズム及び方法を提供することが望ましい。とりわけ、このような例示の実施形態は、下位レイヤプロトコルに関連付けられている時間に厳格な態様と、これらの下位レイヤプロトコルに関連付けられている他のコントロール（制御）の態様とを分離することを提供することができる。この議論のいくつかの状況を提供するために、例示のギガビット対応パッシブ光ネットワーク（ＧＰＯＮ）が図１に示される。ＧＰＯＮは本明細書の議論の基礎として使用される一方で、当業者には、他の種類のＰＯＮ、例えば、イーサネット（登録商標）ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）、及びブロードバンドＰＯＮ（ＢＰＯＮ）、あるいは非光学通信ネットワークですら、以下で説明される例示の実施形態の利益を得ることができることが理解されるであろう。また、以下の第１の例示の実施形態は、コントロール機能性とデータ機能性との分離に着目しているが、本明細書で説明されるキューイングメカニズムは、コントロール（制御）プレーン機能性をユーザプレーン機能性から分離するか否かに関わらず、任意のプロトコルレベルでフレームを生成するために広く一般的に使用することができることは明らかであろう。
【００１７】
別の実施形態に従えば、図１のＧＰＯＮ１００は、光学ネットワークユニット（ＯＮＵ）の様々なエンドポイントで対話する光学配信ネットワークの要素群を示している。図１に示されるように、１つ以上のサービスプロバイダあるいはタイプ１０２が光学ライン終端（ＯＬＴ）と通信することができる。これは、典型的には、中央オフィス（ＣＯ）（不図示）に配置されている。ＯＬＴ１０４は、ネットワーク側インタフェースを提供し、また、典型的には、少なくとも１つのＯＮＵ１１２、１１８（あるいは、ＯＮＵと同様の機能を実行する任意の光学ネットワーク終端（ＯＮＴ））と通信する。これらのサービスプロバイダ１０２は、ビデオオンデマンドあるいは高解像度テレビ（ＨＤＴＶ）、ボイスオーバＩＰ（ＶｏＩＰ）、及び高速インターネットアクセス（ＨＳＩＡ）のような様々なサービスを提供することができる。ＯＬＴ１０４は情報をマルチプレクサ１０６へ送信し、このマルチプレクサ１０６はデータを多重化し、そのデータをパッシブコンバイナ（combiner）／スプリッタ（splitter）１０８へ送信する。パッシブコンバイナ／スプリッタ１０８は、次に、その信号を分離し、それをアップストリームマルチプレクサ１１０及び１１６へ送信する。アップストリームマルチプレクサ１１０及び１１６は、信号を逆多重化し、それを自身のそれぞれのＯＮＵ１１２及び１１８へ転送する。マルチプレクサ（１０８、１１０及び１１６）は、典型的には、ＯＬＴ及びＯＮＵの両方に統合されていて、これらは、光学ネットワークの自身の位置に依存して、アップストリーム波長及びダウンストリーム波長を判別して抽出するために使用される。ＯＮＵ１１２と１１８は、次に、情報を自身の各エンドユーザ（ＥＵ）１１４、１２０及び１２２に転送する。このエンドユーザは、例えば、コンピュータ、テレビ等のデバイスである。図を簡略化するために、図１では、２つの分離だけが示されているが、スプリッタ１０８によって任意の数の分離数Ｎ、例えば、３２あるいは６４を提供することができることが理解されるであろう。より多くの数のエンドポイント及び分離を各ＯＬＴ１０４によって提供されることになることが想像される将来では、このようなＧＰＯＮシステムを展開するための柔軟性の問題はより重要になる。
【００１８】
この純粋な例示のＧＰＯＮ１００が、様々な方法で、例えば、変形を伴って実現することができることが当業者によって理解されるであろう。この変形とは、様々な方法で異なる機能が組み合わされる、あるいは実行されることである。例えば、マルチプレクサ（１０８、１１０及び１１６）は典型的にはデプレクサであるが、追加の信号、例えば、ＧＰＯＮ１００におけるケーブルテレビ信号が送信される場合、それらは、トリプレクサ（triplexers）として動作することができる。加えて、アップストリーム方向では、光学信号は、典型的には、ダウンストリーム信号とは異なる波長を有していて、かつ、双方向機能を有する同一のマルチプレクサ１０６、１１０及び１１６を使用する。
【００１９】
アップストリーム方向では、ＰＯＮにおいて、ＴＤＭＡスキーム（図２に示されるような）が使用される。このＰＯＮでは、ＯＮＵ２０２と２０６が、アップストリームでの１２５μｓフレーム内で、自身の光学波長（群）上で許可済のタイムスロットでデータを送信することが許容されている。このことは、ＯＮＵ２０２と２０６が、ＯＬＴ２１０からのダウンリンク方向で１２５μｓのロングフレーム２１２全体と比べて、自身の割当済のタイムスロットでバーストモードで送信することを意味する。ＯＬＴ２１０は、１２５μｓのロングフレーム１２１を送信し、このフレームは、ＧＰＯＮ送信集約（ＧＴＣ）ヘッダとＧＴＣペイロードから構成される。ＧＴＣペイロードは、典型的には、ＧＰＯＮカプセル化メソッド（ＧＥＭ）ヘッダとＧＥＭペイロードのシーケンスを含んでいる。ここで、ＧＥＭヘッダは、宛先ＯＮＵを識別する情報、例えば、ＯＮＵ−ＩＤを含み、ＧＥＭペイロードは、所望のデータを含むＧＥＭペイロードを含んでいる。ＯＮＵ２０２、２０６はＯＬＴ２１０から様々な距離に配置されているので、ＯＮＴ２０２、２０６は、いつ、どんな電力で、自身のそれぞれのバーストを送信することがＯＬＴ２１０によって通知され、そうすることで、ＯＮＵ信号は、ＯＬＴ２１０の整列された時間構造で到来することになる。
【００２０】
図２の各ＯＮＵ２０２、２０６が、シーケンス順でフレーム２１２内の単一のＧＥＭヘッダ／ペイロードセグメントを受信するように示されている一方で、どんな順番でもＯＬＴ２１０が使用することを決定する場合に、ＯＮＵ２０２、２０６に対して、単一のダウンストリームフレーム２１２内で複数のＧＥＭヘッダ／ペイロードセグメントを受信することができ、これは、各ＯＮＵが、例えば、自身の割当済のＯＮＵ−ＩＤに基づいて、ダウンストリームデータにフィルタをかけることができるからである。受信されるデータ、例えば、ＧＴＣヘッダ内にオプションとして存在するアップストリーム帯域幅マップフィールドに基づいて、ＯＮＵ２０２、２０６は、自身の送信タイムスロットを把握し、これは、異なるＯＮＵ出力が時系列順となるアップストリームメッセージ２１４をもたらすことになる。
【００２１】
図２に示されるように、各ＯＮＵ（あるいはＯＮＵ）は、ＧＰＯＮプロトコルスタック内の様々なレイヤ、例えば、ＧＰＯＮ物理メディア依存レイヤ（ＧＰＭ）とＧＴＣレイヤで処理するデータに関連付けられているコンポーネントを有している。ＧＰＯＮプロトコルスタックは、「送信集約レイヤ仕様」という名称のＩＴＵ勧告Ｇ．９８４．３に記載されるように概念化することができ、その記載は、参照することによって本明細書に組み込まれ、また、図３のように示される。ここでは、ＧＰＯＮ１００の従来のプロトコルスタックは、上位レベルプロトコルレイヤ３００を含み、これは、上位レイヤ（不図示）、ＧＴＣレイヤ３０２、及びＧＰＭレイヤ３０５とのインタフェースを有する。プロトコルレイヤ３００は、非同期転送モード（ＡＴＭ）クライアント３０６、ＯＮＴ管理コントロールインタフェース（ＯＭＣＩ）３０８、ＧＥＭクライアント３１０、及び物理レイヤ動作管理メンテナンス（ＰＬＯＡＭ）モジュール３１２を含んでいる。ＧＴＣレイヤ３０２は、自身が受信する、上位レイヤフレーム、例えば、ＡＴＭあるいはＧＥＭフレームを、ＧＴＣフレームへ変換し、そして、そのＧＴＣフレームを送信する。図示されるように、図３の例示のプロトコルスタックは、ＧＴＣレイヤが、例えば、ＡＴＭとＧＥＭとをサポートするが、当業者は、１つの実装で、レイヤ３００に各クライアントだけを提供することによってＡＴＭ及びＧＥＭの両方をサポートするのではなく、例えば、ＡＴＭあるいはＧＥＭのどちらかをサポートとすることができることが理解されるであろう。
【００２２】
ＧＰＯＮシステムの今日の実装は、同一の処理ユニットとともにプロトコルの構築ブロックのすべてをバンドルするモノリシック（monolithic）アプローチを採用している。多くの他のトランスポート技術（例えば、スイッチング、ルーティング等）と同様に、トラフィックフローは、通常、低レベルの処理ユニットによって処理される。この低レベルの処理ユニットは、例えば、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、あるいはネットワークプロセッサがある。これらのスイッチング構造は、プログラムするためにはいくらか複雑であるが、これらは、かなり特別な機能群に対して超高速パフォーマンスを提供する。一方、このような低レベル環境は、変更を導入することを難しくし、また、転送ユニットを進化させることを困難にする。例えば、トランスポートシステムのいくつかの部分は、パフォーマンスにあまり依存することがない。それゆえ、高レベルプログラミング言語を使用して設計及び開発するためにより適している。
【００２３】
例示の実施形態に従えば、コントロールレイヤ（それら１つ以上の部分）とＭＡＣプロトコルコントロールに関連付けられているユーザレイヤは、物理的かつ論理的に異なるエンティティに分けることができる。例えば、図４（ａ）に示されるように、ＯＬＴ１０４、２１０内のＭＡＣプロトコルコントロール機能は、ＭＡＣフレーマ（フレーム作成）ユニット（framer unit）４００とコントロールユニット４０２とに分けることができる。ＭＡＣフレーマユニット４００は、例えば、ＰＯＮメメディアアクセスをコントロールし（即ち、ＯＳＩレイヤ２−リンクレイヤの機能に対応する方法で）、ユーザトラフィックを管理し、ユーザトラフィックを管理し、ＴＤＭ／ＴＤＭＡアクセススキームに対するフレームデリニエーション（frame delineation）を実行し、更には、前方誤り訂正（ＦＥＣ）、ＡＥＣ符号化等を含む他の機能を実行するように動作することができる。コントロールユニット４０２は、例えば、ネットワークトポロジーに関連付けられているシグナリングを処理することができ、このネットワークトポロジーは、例えば、関連するＯＤＮ、ＯＮＵ、及びサービスネットワーク、動作プロトコル（例えば、ＰＬＯＡＭ、ＯＭＣＩ）、及びコンフィグレーション（構成設定）及び管理がある。しかしながら、上述のように、これらの例示の実施形態は、ＧＰＯＮ、あるいは光学通信システムに限定されない。
【００２４】
つまり、図４（ｂ）に示されるように、別の例示の実施形態に従えば、ＭＡＣプロトコル機能は概念的にはコントロールユニット４１０とＭＡＣフレーム４１２に分けることができる。コントロールユニット４１０は、ＭＡＣフレームの時間依存が小さい部分の提供を調整する。ＭＡＣフレーマ４１２は、ＭＡＣフレームのより時間に依存する部分の提供を調整し、その出力は送信用の完全なＭＡＣフレームとなる。コントロールユニット４０２、４１０と、ＭＡＣフレーム４００、４１２は、例えば、別々のプロセッサ、チップ、ＡＳＩＣあるいはＦＰＧＡとして実現することができ、これは、インタフェース４１４を介して別の一方と通信する。これに関しては、コントロールユニット４０２、４１０は、例えば、高レベル言語でプログラムされるより汎用的なプロセッサとして実現することができ、一方で、ＭＡＣフレーマ４００、４１２は、低レベル言語でプログラムされるＦＰＧＡあるいはプロセッサとして実現することができる。
【００２５】
コントロール機能とＭＡＣフレーマ機能とが典型的には密に集積されている従来のＭＡＣプロトコル実装とは異なり、例示の実施形態のいくつかは、製造及び設計時の柔軟性を提供するために、物理的及び論理的の両方で、これらの２つの態様のＭＡＣプロトコルコントロールを分散する。とりわけ、これは、例えば、１つの製造業者が、コントロールユニット４０２、４１０を提供することを可能にする一方で、別の製造業者がＭＡＣフレーマユニット４００、４１２を提供し、かつ機能性における自身の関連のある変更に従って、これらの２つの異なるユニットを設計することを許容する。この設計は、例えば、コントロールシステム用の高レベルプログラミング言語とそのサポート構造、及びＭＡＣフレーマ用の低レベルプログラミング言語とそのサポート構造とを使用する。しかしながら、これらの機能の分散は、従来の密に集積されたＭＡＣプロトコルでは不必要であった２つの機能との間に通信及び調整の費用を招くことになる。これらの問題に対処することは、キューイングメカニズムの状況において更なる利益をもたらし、これは、コントロールプレーン機能性とユーザプレーン機能性の分離とともに、あるいはそれらとは独立して、フレームを生成するために使用することができる。
【００２６】
コントロールシステム４０２、４１０と、ＭＡＣフレーマユニット４００、４１２との間に配置される通信インタフェース４１４についてまず検討する。例示の実施形態に従えば、このインタフェース４１４は、バインディング及びディスカバリ、メッセージ（本明細書で使用されるＧＰＯＮの例では、ＰＬＯＡＭ、ＢＷＭａｐｓ、ＯＭＣＩメッセージ及びＤＢＲｕメッセージ）の交換、アラーム（リンクダウン、ドリフティング等）のレポーティング及びコンフィグレーション（構成設定）のためのメカニズムを提供する。コントロールプレーンの観点からＭＡＣフレーマユニット４００、４１２を識別するために、論理ＩＤを、アドレス指定するこれらのノードに導入することができる。ノードＩＤとリンクアドレスは、バインディング及びディスカバリ中に、コントロールシステム４０２、４１０とＭＡＣフレーマ４００、４１２との間で交換することができ、その後、メッセージを通常に交換することができる。これらのノードとの間の接続の存続期間中に、コントロールプロトコルは、一方のステータスを把握するために、コントロールレイヤとＭＡＣフレーマレイヤのためのハートビート（heartbeat：心拍）機能を提供することができる。つまり、ハートビート信号を、インタフェース４１４を介して双方向に送信することができ、また、ノードがもう一方のノードから所定数のハートビートを受信しない場合には、そのもう一方の終端がダウンあるいはオフラインになっていると判定される。インタフェース４１４は、上述のコントロールメッセージに対する任意の所望のトランスポートメカニズムを使用して提供することができ、例えば、インタフェース４１４は、２つのプロセッサとの間の直接リンクを介して実現することができる。この２つのプロセッサは、同一の基板上の、あるいは、長距離リンク、例えば、イーサネット（登録商標）リンクを介して、それぞれコントロールシステム４０２、４１０、及びＭＡＣフレーマ４００、４１２として動作する。
【００２７】
これらの実施形態に従うＭＡＣプロトコルの２つに分けられた部分の間にインタフェースを提供することに加えて、これらの機能の分離に関連する別の検討事項にはタイミングと同期が含まれる。ここで、再度、コンテキストに対する例示のＧＰＯＮシステムについて検討する。上述のように、ＧＰＯＮメッセージは、１２５マイクロ秒の固定長タイムスロットでトランスポートされる。アップストリームチャネルとダウンストリームチャネルのスケジューリングは、共有のクロックドメイン内のＯＬＴとＯＮＵとの間で同期する。この厳格なタイミングの環境は、統計的な多重処理（例えば、ベストエフォート型のパケットトランスポート）に比べて、開発することをより複雑にする。
【００２８】
しかしながら、これらの例示の実施形態では、コントロールプレーンに関連する機能の少なくともいくらかがＭＡＣフレーム生成用にユーザプレーンの少なくともいくらかから分離されていて、これは、時間に厳格でない動作を調整するコントロールシステム４０２、４１０に、ＭＡＣフレーマ４００、４１２のクロック速度とは異なるクロック速度で動作することを効果的に許容することができる。例えば、コントロールシステム４０２、４１０は、１ミリ秒あるいは１０ミリ秒の分解能を有するクロックを使用して動作することができ、これに対して、時間に厳格なＭＡＣフレーマ４００、４１２は、１２５マイクロ秒以下の分解能を有するクロックを使用して動作することができる。コントロールプレーンが非リアルタイムプラットホームで実現されない場合には、様々なメカニズムが、コントロールシステム４０２、４１０に、（ａ）ＭＡＣフレーマ４００、４１２の時間領域上でのメッセージの送信を指定すること、（ｂ）これらの例示の実施形態に従うＭＡＣアーキテクチャの２つに分けられた部分との間での非同期な関係に適合するインタフェース構造を提供することの少なくとも一方を実行することを可能にするために必要とされる場合がある。もちろん、上述され、かつその詳細が以下で説明されるように、他の例示の実施形態が、コントロールプレーン機能とユーザプレーン機能とを統合させたままで、本明細書で説明される柔軟なキューイングメカニズムを利用して、データフレームを生成することを許容する。
【００２９】
例えば、１つの例示の実施形態に従えば、コントロールシステム４０２、４１０は、ＭＡＣフレーム生成用の、時間に厳格でない（但し、頻繁に変化する）フィールド値を提供することを担当することができ、一方、ＭＡＣフレーマ４００、４１２は、ＭＡＣフレーム生成用の、より時間に厳格なフィールド値、例えば、ＧＴＣペイロードデータを提供する。上述のＧＰＯＮシステムの環境では、コントロールシステム４０２、４１０によって管理されるこのようなフィールドは、例えば、ＧＴＣフレームヘッダのＰＬＯＡＭフィールド部分及びＢＷｍａｐフィールド部分、図５に示される一例のものを含んでいる。ここでは、ダウンストリームＧＴＶフレーム５００は、ヘッダ、例えば、物理コントロールブロックダウンストリーム（ＰＣＢｄ）フィールド５０２、及びペイロードフィールド５０４を含んでいる。ＰＣＢｄフィールド５０２は、ＰＳｙｎｃフィールド５０６、Ｉｄｅｎｔフィールド５０８、物理レイヤ動作管理及びメインテナンス（ＰＬＯＡＭｄ）フィールド５１０、ビットインタリーブ済パリティ（ＢＩＰ）フィールド５１６、（反復）ＰＬｅｎｄフィールド５１４、及びＢＷｍａｐフィールド５１６を含んでいる。ＰＳｙｎｃフィールド５０６は、受信されるＧＴＣフレームの物理的な同期のために使用されるビットパターンを含んでいる。Ｉｄｅｎｔフィールド５０８は、スーパーフレームカウンタ値を含んでいる。ＰＬＯＡＭｄフィールド５１０は、例えば、ＯＡＭ、測距、アラート及び起動メッセージを搬送する。ＰＬｅｎｄフィールド５１４は、帯域幅（ＢＷ）ｍａｐフィールド５１６の長さに関する情報を搬送する。ＢＷｍａｐフィールド５１６自身は、アップストリーム送信用のアップストリーム帯域幅をＯＮＵ１１２、１１８に付与する。例えば、各ＢＷｍａｐフィールド５１６は、各ＯＮＵ１１２、１１８に対して（及び／または、各ＯＮＵに関連付けられている各送信コンテナ（ＴＣＯＮＴ）に対して）、ＧＰＯＮ１００でアクティブにする割当構造を含むことができる。この割当構造は、ＯＮＵ／ＴＣＯＮＴを識別するためのＡｌｌｏｃ−ＩＤフィールドを含み、また、割当済のアップストリーム帯域幅に対する開始時間と終了時間を含んでいる。
【００３０】
この例示のＭＡＣフレーム構造内において、ＰＬＯＡＭｄフィールド５１０とＢＷｍａｐフィールド５１６は、ＭＡＣフレーム構造の一部の一例であり、これは、相対的に頻繁に変化するが、例えば、ペイロードデータフィールド５０４ほど、受信に対して時間に厳格ではない。このようにして、以下の例示の実施形態は、コントロールシステム４０２、４１０が、ＭＡＣフレーマ４００、４１２へこれらのフィールドの値を提供することをどのようにして管理することができるかを示している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、コントロールシステム４０２、４１０は、ＧＰＯＮシステム以外のシステムで実現される場合に、これらの２つのＧＴＣフィールド、別のＧＴＣフィールド（群）あるいはそれ以外の非ＧＴＣフィールドの内の１つだけを提供するために使用することができることが理解されるべきである。
【００３１】
図６は、インタフェース４１４がキューイングメカニズム６００を含んでいる例示の実施形態を示している。このキューイングメカニズム６００は、コントロールシステム４０２、４１０からのコンフィグレーション（構成設定）メッセージを受信し、また、これは、コントロールシステム４０２、４１０とＭＡＣフレーマ４００、４１２との間に提供される。この例示の実施形態では、キューイングシステム６００はＭＡＣフレーマ４００、４１２と同一のハードウェアに配置される。但し、このキューイングシステム６００の配置は限定されるものではなく、例えば、キューイングシステム６００は、プリント回路基板上のＭＡＣフレーマチップに隣接して、かつ同期させて配置することができる。コントロールシステム４０２、４１０によって送信されるコンフィグレーションメッセージは、それぞれいくつかのフィールドを含んでいても良く、これらのフィールドは、キューイングメカニズム６００を投入するために使用することができる。キューイングメカニズム６００を実装するために使用することができる例示の特定のキューのセットは、以下の図８（ａ）−（ｃ）に記載されている。キューイングシステム６００のエントリは、プロトコル要素を構築し、かつ最終的にはＭＡＣフレーム６０２を構築することを支援するためにＭＡＣフレーマ４００、４１２によって使用される。コントロールシステム４０２、４１０は、例えば、汎用プロセッサ、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）あるいはフィールドプログマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として実現することができる。同様に、ＭＡＣフレーマ４００、４１２も、例えば、コントロールシステム４０２、４１０と相対的に異なるＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、あるいは汎用プロセッサとして実現することができる。ＭＡＣフレーマ４００、４１２は物理的にキューイングシステム６００を含み、そして、キューイングシステム６００は、物理メモリデバイス、例えば、キャッシュメモリ、あるいはランダムアクセスメモリとして実現することができ、あるいは例えば、リンク化リストあるいは循環バッファとしてソフトウェアで実現されても良い。
【００３２】
図７は、コントロールシステム４０２、４１０からキューイングメカニズム６００へ送信することができるコンフィグレーションメッセージ７００の一例を示している。この単なる例示のコンフィグレーションメッセージ７００は、ＯＮＵ１１２、１１８に及ぼさせるために使用されるＭＡＣフレームの一部として、ＰＬＯＡＭフィールド及びＢＷｍａｐフィールドとを提供するために使用することができる。例示のコンフィグレーションメッセージ７００は、コントロールシステム４０２、４１０によってＭＡＣフレーマ４００、４１２へ送信される。ＭＡＣフレーマ４００、４１２は、キューイングメカニズム６００におけるＦＩＦＯキューで示される順番で、例示のコンフィグレーションメッセージ７００をキューに入れる。次の発信ＧＴＣフレームに対しては、ＭＡＣフレーマ４００、４１２は、下位のキューに配置される半空き（half-empty）のＢＷｍａｐを使用して、キューを１要素分デクリメントすることになる。即ち、特定のキュー内の任意の残りのエントリ群はそれぞれ、それぞれキュー内の最上位エントリからキュー内の最下位エントリへと１エントリ分、下方へシフトされる。これらの例示の実施形態に従うキュー動作は、各キューに対するポインタを利用することができ、この各キューは、ヘッドエントリを含むキュー要素を示す、即ち、キュー内のエントリはフレーム生成用に次に取得される。特定のキューからエントリが、ヘッドエントリとしてそのキュー内の別のエントリを指し示すために一旦取得されると、ヘッドエントリのポインタは、インクリメントされる（あるいはデクリメントされる）。
【００３３】
後続のＧＴＣフレーム群に対して、より上位の優先度のキューの要素の内、ペンディングである要素がこれ以上ないと想定すると、キューが空き（エンプティ：empty）になるまで、ＧＴＣフレーム内のフィールドを満たすために、コンフィグレーションメッセージ７００の後続の要素それぞれを一回使用することができる。例示のコンフィグレーションメッセージ７００内の、３つの空き（Ｅｍｐｔｙ）あるいはＮｏＭｅｓｓａｇｅ（メッセージなし）のＰＬＯＡＭｄ要素は、ＭＡＣフレーマ４００、４１２によって「消費済（consumed）」であることを示し、ＭＡＣフレーマによって使用される任意の特定のヘッダフィールドを特定することなく３つのＰＬＯＡＭｄ要素の使用において遅延を生じさせる。例えば、コントロールシステム４０２、４１０とＭＡＣフレーマ４００、４１２との間でクロック速度の違いが存在する場合には、その違いに対処する。
【００３４】
キュー６００は、フィールドのタイプ（群）、キューの反復／ＦＩＦＯ特性、及び優先度に基づいて作成することができる。例示の一実施形態に従えば、コンフィグレーションメッセージ７００を一度に１つのキューだけに配置することができる。このような実施形態に従えば、キューイングメカニズム内に２つ以上のキューへヘッダフィールドを送信することは、コントロールシステム４０２、４１０によって送信されるべき２つ以上のコンフィグレーションメッセージを要求することになる。この方法では、ＭＡＣフレーマ４００、４１２内のキューのコンフィグレーションは、コントロールシステム４０２、４１０に対してトランスペアレントである。それゆえ、ＭＡＣフレーマ４００、４１２は、自身のコンテンツの性質（即ち、フィールドのタイプ（群）と反復／ＦＩＦＯキュー）によって、受信するコンフィグレーションメッセージをどのキューに配置するかを知ることになる。
【００３５】
選択的には、コンフィグレーションメッセージ７００は、１つ以上のヘッダフィールドを含み得り、各ヘッダフィールドはそれぞれ優先度とキューのタイプ（例えば、ＦＩＦＯ、反復、あるいはそれ以外）を特定する。コンフィグレーションヘッダ（群）内の優先度とキューのタイプの情報は、コンフィグレーションメッセージによって搬送されるデータフィールドを記憶するためのＭＡＣフレーマ４００、４１２内のキューを選択するために使用することができる。キューに入れられるフィールドが生成対象のＧＴＣフレームのシーケンスのための適切なヘッダフィールド群を提供することを保証するために、これらのヘッダフィールド群は、同一の最上位の優先度のキューに挿入して、上位の優先度のフィールドが、所与のコンフィグレーションメッセージ７００で受信されるフィールド間に挿入される可能性を回避することができる。
【００３６】
例示の実施形態に従うキューイングメカニズム６００を実現するために使用することができるキューのセットのいくつかの例を、図８（ａ）−図８（ｃ）で説明する。しかしながら、これらの例は単なる例示であり、また、それ以外の様々なタイプのキューのセットを使用できることは明らかであろう。図８（ａ）に示されるように、キューイングメカニズム６００は、複数のキュー１−ｘ、例えば、キュー８００、キュー８０２、．．．、キュー８０４として実現することができ、それぞれのキューは、他のキューと比較して異なる優先度を有している。キュー８００は、キュー８０２より高い優先度を有し、キュー８０２はキュー８０４より高い優先度を有している等である。各キューでは、この例示の実施形態に従えば、ＰＬＯＡＭメッセージ及びＢＷｍａｐメッセージの少なくとも一方を提示することができ、また、ＧＴＣヘッダが、ＰＬＯＡＭとＢＷｍａｐで提供されることを必要とするＭＡＣフレーマ４０２、４１０によって生成される場合、これらのフィールドは、キュー８００−８０４の絶対的なあるいは相対的な優先度に基づいてキュー８００−８０４から選択される。図８（ａ）の例では、キュー８００は利用可能なＰＬＯＡＭ−ＢＷｍａｐメッセージの利用可能な組み合わせを有しているので、本例ではより低い優先度を有する他のキュー８０２、８０４から利用可能なＰＬＯＡＭ−ＢＷｍａｐメッセージの組み合わせの前にキュー８００が選択されることになる。
【００３７】
図８（ａ）は、異なる優先度を有する、ＰＬＯＡＭ−ＢＷｍａｐメッセージの組み合わせの場合に、キュー８００−８０４のすべてが同一の内容を含む場合の実施形態を示している。ここで、本例では、コンフィグレーションメッセージ７００は、これらの２つのフィールド、即ち、ＰＬＯＡＭとＢＷｍａｐが同一のＧＴＣフレームヘッダに挿入されなければならず、かつここでは、一緒に記憶されることを特定する図８（ａ）に示されるような、エントリがキューに入れられることになることに注意されたい。以下の他の例では、ＰＬＯＡＭフィールドとＢＷｍａｐフィールドは、異なるエントリで記憶することができ、そうすることで、異なるキューからこれらのフィールドを同一のＧＴＣフレームで送信することができる。選択的には、異なる優先度のキューを有するキューイングメカニズム６００を提供するために別の例示の実施形態に従うことが好ましい場合があるが、このキューイングメカニズム６００はキュー単位で異なるタイプの内容を含むことを許容することができる。例えば、図８（ｂ）に示されるように、最上位の優先度のキュー８０６は、３つの異なるタイプのエントリを含むことを許容することができる。これには、例えば、ＰＬＯＡＭだけのフィールド群、ＢＷｍａｐだけのフィールド群、あるいはＢＷｍａｐフィールドを伴うＰＬＯＡＭフィールド群があり、一方、下位の優先度のキュー８０８と８１０はＢＷｍａｐフィールド群だけを含むことが許容される。
【００３８】
上述の例示の実施形態に従えば、キューイングメカニズム６００における最上位の優先度のキューは、絶対的な優先度が使用される場合には、要素がキューに追加される順序、例えば、ファーストインファーストアウト（ＦＩＦＯ）の手順で、ＭＡＣフレーマ４００、４１２によって最初に処理される自身のデータエントリを有することになる。例えば、最上位の優先度のキューが、そのキュー内で処理される次の要素としてＰＬＯＡＭ−ＢＷｍａｐ要素を含んでいる場合、ＭＡＣフレーマ４００、４１２によって生成される次のＧＴＣヘッダは、これらのＰＬＯＡＭフィールドとＢＷｍａｐフィールドを含むことになる。選択的には、例えば、ＰＬＯＡＭメッセージだけが、最上位の優先度のキュー内で処理される次の要素として利用可能である場合、それより優先度が低い他のキューで処理される次の要素を、次のＧＴＣヘッダで送信するために利用可能なＢＷｍａｐフィールドを発見するために評価することができる。
【００３９】
事前に割当られるキューの優先度が、これらの例示の実施形態に従って、１つ以上のフィールドをＭＡＣヘッダへ提供するために、キューイングメカニズム６００内でキューを選択するためのＭＡＣフレーマ４００、４１２によって使用することができる１つの有用な基準である一方で、各キューの役割を検討することは、別のあるいは代替の選択基準を提供することができる。例えば、図８（ｂ）の実施形態において、最上位の優先度を有するキュー８０６がＰＬＯＡＭメッセージだけを提供する場合、ＢＷｍａｐメッセージを２番目に上位の優先度のキュー８０８から選択することができる。一方、最上位の優先度を有するキュー８０６が特定のヘッダ用にＢＷｍａｐだけを提供することになる場合、ＭＡＣ、例えば、ＧＴＣヘッダはＮｏＭｅｓｓａｇｅのＰＬＯＡＭフィールドで満たすことができる。つまり、例示の実施形態を変更することに従って、キューイングメカニズム６００内の様々なキューに、様々な役割を演じさせることができる。即ち、それらの相対的な内容の観点から、キューイングメカニズム６００全体内のそれらの所有するキューイングメカニズムとして効果的に動作することができる。これには、ＦＩＦＯの手順で動作することができる。あるいは、それに代えて要素群の反復リストを提供することができる。例示の実施形態に従えば、ＦＩＦＯではなく自身のエントリ内でループするキューとして動作する反復のキュー８１２が、ＦＩＦＯキュー８０６、８０８を含むキューイングメカニズムの一部として図８（ｃ）で示される。ＦＩＦＯと反復キューは、キューイングメカニズム６００内で一緒に提供することができる。このようなキューイングメカニズムでは、反復キューは、例えば、フィールドがＦＩＦＯキューで利用可能でない場合のフレーム構築用にフィールドを提供するために使用することができる。更に別の例として、ラストインファーストアウト（ＬＩＦＯ）キューを自身によって使用することができる、あるいはキューイングメカニズム６００の一部としてＦＩＦＯキューと反復キューの少なくとも一方とともに使用することができる。
【００４０】
上述のように、例示の実施形態は、ＧＰＯＮシステムに対する更なる柔軟性を提供するために、例えば、ＰＬＯＡＭメッセージと帯域幅マップ割当を生成するコントロールプレーンと、例えば、ＧＥＭペイロードを搬送するＧＴＣフレームを生成するユーザプレーンとの間の分離、あるいは分散を容易にすることが理解されるであろう。しかしながら、上述のように、これらの原理は、他の光学通信システムにも、非光学通信システムにも適用することができる。例えば、ユーザプレーンの極端な処理速度を維持することができない場合があるコントロールプレーンによってなされ得る上述の例示の実施形態のいくつかに従う優先度に基づくキューの概念は、どんなＧＴＣヘッダ（あるいはより一般的なＭＡＣフレームヘッダ）が各ダウンストリームフレームに含まれるべきかを特定するための柔軟なメカニズムを提供する。適切なイベントのシーケンスは、例えば、異なるキューの要素を正しい順序で正しいキューに配置することによって保証することができる。
【００４１】
上述の実施形態群の少なくともいくつかに関連する別の利点は、コントロールシステムが、時間に厳格なシステム（ＭＡＣフレーマ）によるプロトコル構造に組み込まれることになるバンドル（コンフィグレーションメッセージ）でイベントのシーケンスを特定できることである。これは、例えば、ＭＡＣフレーマよりも低いクロック速度で動作する場合にきめ細かい時間応答が不可能な可能性があるコントロールシステムが、依然として、プロトコルの一部分を正常にコントロールすることができることを意味する。例えば、コントロールシステムは、１ｍｓあるいは１０ｍｓの時間分解能だけを有するように設計することができる一方で、例示のＧＴＣプロトコルは、１２５μｓ毎に送信されるフレームを要求する。
【００４２】
上述の例示の実施形態に関連する他の変形及び置換も考慮される。上述の例示の実施形態は、データフィールドがキューから取得されて、生成されるフレーム内に１つ以上のフィールドを満たす場合に着目しているが、生成される各フレームに対してそのような処理が生じる必要がないことが明らかであろう。例えば、フレームが生成される場合のキューイングメカニズムでデータフィールドが利用可能でない場合、ＭＡＣフレーマ４００、４１２はデフォルト値を使用することができる。あるいは満たすべきデータフィールドがオプションである場合は、ＭＡＣフレーマ４００、４１２は、単に、そのフィールドを空きのままにすることができる。
【００４３】
このようにして、一実施形態に従えば、通信方法は、図９のフローチャートで示されるステップ群を含んでいる。ここでは、ステップ９００で、少なくともヘッダフィールド、例えば、ＰＬＯＡＭあるいはＢｗＭａｐが、例えば、ＭＡＣフレーマユニットによって受信される。ステップ９０２で、受信されるヘッダフィールド（群）は、少なくとも２つのキューの１つ以上に入力される。ステップ９０４で、フレームが、そのフレームのヘッダフィールドで使用するための１つ以上のキューから少なくとも１つのフィールドを取得することによって生成される。
【００４４】
上述の例示の実施形態はＭＡＣフレームのコンテキストで、かつキューイングメカニズムを介してそのヘッダの提供について説明しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、そのようなキューイングメカニズムは、ＭＡＣフレームだけでなく、任意のタイプのフレームを生成するために使用することができる。加えて、いくつかの場合、フレーム全体が、キューイングメカニズム内のキュー群の１つから取得されるコントロール情報を備えることができる。即ち、フレームは、別々にペイロード部分を搬送する必要がない。また、これらの例示の実施形態は、コントロールプレーンがユーザプレーンと分離されているかどうかに関わらず、任意のプロトコルレベルのフレーム群を生成するために、そのようなキューイングメカニズムを使用することを保証する。つまり、別の例示の実施形態に従えば、フレーム生成するための方法は図１０のフローチャートで示される。ここでは、ステップ１０００で、データフィールド群が複数のキューに入力される。フレームが生成される場合には、ステップ１００２で、データのフィールドが、複数のキューの内の１つのヘッダエントリから選択される。ステップ１００４で、選択されるデータのフィールドは、送信用のフレームの少なくとも一部を構築するために使用される。
【００４５】
上述の例示の実施形態は、本発明を制限するものではなく、むしろ、あらゆる観点において例示であることが意図されるものである。このような変形及び修正のすべてが、請求項によって定義される本発明の範囲及び精神内にあることが考慮される。本願の明細書で使用される要素、動作あるいは命令は、そのように明確に記載されていない限り、本発明に対して重要であるあるいは本質的のものであるとして解釈されるべきでない。また、本明細書使用される「ａ」は、１つ以上の項目を含むように意図されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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